Cơ sở dữ liệu - Database

CƠ SỞ DỮ LIỆU NGUYỄN NGỌC QUANG Trang 1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN I/ DẪN NHẬP VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU 1/ Hệ thống tập tin không cấu trúc - dạng văn bản rời rạc. DOS NC → file văn bản (hệ thống rời rạc) 2/ Hệ thống tập tin có cấu trúc: Là các tập tin được lưu trữ ở dạng Record. Đối với dạng tập tin này ta có thể xử lý tự động. 3/ Cơ sở dữ liệu hoạt động trên mạng: Có thể là mạng cục bộ hay mạng phân tán. II/ CÁC KHÁI NIỆM 1/ Cơ sở dữ liệu là tập hợp dữ liệu đượ c tổ chức chặt chẽ để giải quyết các mục tiêu thực tế bằng các bài toán phức tạp. Mục tiêu Lưu trữ. 2/ Hệ quản trị Cơ sở dữ liệu là các phần mềm đáp ứng được nhu cầu về quản lý và xây dựng được Cơ sở dữ liệu và có thể thao tác được trên đó, thường bao gồm các phần mềm như MicrosoftExcel, Foxpro, Access, Paratox, PowerBuilder, InterBase, Oracle, SQLServer, DB2… III/ KIẾ N TRÚC CƠ SỞ DỮ LIỆU Cơ sở dữ liệu trên máy cục bộ: SingleUser (một người dùng). MultiUser (đa người dùng). Cơ sở dữ liệu mạng LAN (mạng cục bộ LocalAreaNetwork). IV/ BA MỨC ĐỘ TRIÙ TƯỢNG CUẢ MỘT CƠ SỞ DỮ LIỆU View 1 View 2 Mức quan Lưu trữ vật lý niệm View 3 View: Nhìn nhận ở mức độ hiển thị. Mức quan niệm: Nhìn tổng quát mối quan hệ giưã các Table, mối quan hệ giưã các tập tin. Lưu trữ vật lý: bao nhiêu tập tin: là mức độ cài đặt có liên quan đến phần cứng. Cụ thể hơn: bao gồn các tập tin nào. Quan niệm: nhìn tổng thể, xác định Cơ sở dữ liệu gồm đối tượng gì? Trên đối tượng có thể đáp ứ ng truy xuất ở mức độ nào? Yêu cầu nào? Thể hiện gồm các cách nhìn khác nhau thuộc phạm vi sử dụng cuả người dùng. V/ CẤU TRÚC CUẢ MỘT HỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU CƠ SỞ DỮ LIỆU NGUYỄN NGỌC QUANG Trang 2 USERS APPLICATION Bản quyền Bộ xử lý Bộ dịch DLL truy xuất ngôn ngữ SQL Bảng truy xuất Bộ quản trị CSDL Mô tả CSDL đồng thời Bộ quản lý tập tin Mức vật lý VI/ MÔ HÌNH DỮ LIỆU VÀ CÁC KHÁI NIỆM 1/ Định nghiã về mô hình dữ liệu (DataModel): Mô hình dữ liệu là tập hợp ký hiệu và cách kết nối để diễn đạt ở mức quan niệm. Hệ thống thông Hệ thống ở Hệ thống ở tin thực tế mức quan niệm mức vật lý gồm các thông tin được Cài đặt thông tin ở dạng đóng gói và diễn đạt Table, DBF, File ở mô hình Khái niệm về thực thể (Entily): Thực thể là một đối tượng có thật hoặc tồn tại ở quan niệm. Ví dụ: - Con người, xe cộ…. - Thánh nhân. Thuộc tính (Attribute): Mỗi thực th ể có nhiều thuộc tính khác nhau. Lớp thực thể (ClassEntily): Là các thực thể nhận ra bằng tập thuộc tính, các lớp thực thể khác nhau thì có các thuộc tính khác nhau. Ví dụ: SINH_VIEN(Maso,Hoten,Ngaysinh,…) LOP(Malop,Tenlop) Thuộc tính chỉ danh: Là tập thuộc tính cuả lớp thực thể nào đó. Mỗi tập thực thể chỉ có một chỉ danh duy nhất. CƠ SỞ DỮ LIỆU NGUYỄN NGỌC QUANG Trang 3 Không thể có hai thực thể cuả cùng một lớp thực thể có cùng một thuộc tính chỉ danh. Mỗi giá trị cuả thuộc tính chỉ danh chỉ xác định một thực thể duy nhất. Ký hiệu: Tên lớp thực thể hoặc Tên lớp thực thể Thuộc tính Thuộc tính Mối kết hợp: Là các mối liên kết có thể có, tương tự như trên, mối kết hợp có thể có các thuộc tính riêng và cũng có thể có các thuộc tính chỉ danh: Thuộc tính Bản số thực thể Bản số thực thể tham gia vào mối kết hợp là bảng ghi giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất mà thực thể đó có thể xuất hiện trong mối kết hợp (tần suất xuất hiện). Bản số mối kết hợp là số tối đ a các thực thể tham gia vào mối kết hợp. Nói khác đi là nó diễn đạt tần xuất sự xuất hiện cuả một thực thể nào đó. VII/ MỘT SỐ VÍ DỤ VỀ MÔ HÌNH DỮ LIỆU Tên mối kết hợp Bài toán thực tế Mô hình hóa Cơ sở dữ liệu Quy tắc quản lý CƠ SỞ DỮ LIỆU NGUYỄN NGỌC QUANG Trang 4 Bài toán 1: Quản lý học sinh phổ thông: Lớp Họ và tên Phái Ngày sinh Nơi sinh Điạ chỉ Tên Cha Tên Mẹ Dân tộc Môn học Học lực Hạnh kiểm Quy tắc: i) Học sinh học duy nhất ở một lớp. ii) Học sinh có thể học ở nhiều lớp. có thể không học ở lớp nào. Mô hình hoá Mô hình ER (Entlity Relation) Mô hình quan hệ Cài đặt Cơ sở dữ liệu Thực thể Mối quan hệ Thuộc tính Mối kết hợp: Là dạng mối kết hợp phụ thuộc tồn tại thực thể. Thực thể A nhận thêm thuộc tính cuả thực thể B - tạo mới một quan hệ trong đó các thuộc tính khoá nhận mối quan hệ thực thể mối kết hợp làm khoá HOCSINH(MS_LOP- TENLOP) HOCSINH(MA_HS,TEN,NGAYSINH,DIACHI…) MONHOC(MA_MH,TEN_MH) KETQUA(MA_HS,MA_MH,KETQUA) CHUONGTRINH(MS_LOP,MA_MH,GIAI_DOAN) Học sinh Môn học Lớp Kết quả Học Chương trình CƠ SỞ DỮ LIỆU NGUYỄN NGỌC QUANG Trang 5 Bài toán 2: Quản lý xuất nhập tồn kho, tập tự điển dữ liệu như sau: MSMH Mã số mặt hàng; TENMH Tên mặt hàng; DVT Đơn vị tính; MSKHO Mã kho; TENKHO Tên kho; DCKHO Điạ chỉ kho; SOPN Số phiếu nhập; NGAYPN Ngày phiếu nhập; SLGN Số lượng hàng nhập; DGN Đơn giá nhập; SOPX Số phiếu xuất; NGAYPX Ngày phiếu xuất; SLGX Số lượng hàng xuất; DGX Đơn giá xuất; MSKH Mã số khách hàng; DC Điạ chỉ khách hàng; MA_NCC Mã số Nhà cung cấp; DT Điện thoại; T Tồn; MÔ HÌNH CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ I/ MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN Mặt hàng Khả năng cung cấp Tồn kho Kho Chi tiết xuất nhập Phiếu xuất nhập Khách hàng Nhà cung cấp Khách hàng CƠ SỞ DỮ LIỆU NGUYỄN NGỌC QUANG Trang 6 1/ Cơ sở dữ liệu: Các mô hình Cơ sở dữ liệu: + Mô hình phân cấp: Các loại dữ liệu được ấn định cấp liên kết khác nhau trong tổ chức hình cây có cấu trúc. Sự liên kết từ cấp thấp hơn đến cấp cao hơn là sự liên hệ trực tiếp. Ví dụ: Khoa Ngành A Lớp A1 Lớp A2 Lớp A3 Ngành B Lớp B1 Lớp B2 Mô hình mạng: Các lo ại dữ liệu tạo thành các nút trên mạng. Giưã các nút liên hệ một chiều từ loại dữ liệu này sang loại dữ liệu khác: Khoa Mô hình quan hệ: Các loại dữ liệu khác nhau là một bảng hay các bảng khác nhau có một thuộc tính quan hệ có thể tham chiếu đến các thuộc tính khác tuỳ theo ngữ nghiã. Gồm Ngành Gồm Lớp CƠ SỞ DỮ LIỆU NGUYỄN NGỌC QUANG Trang 7 2/ Cơ sở dữ liệu tổ chức ở mức vật lý: + Cơ sở dữ liệu cục bộ. + Cơ sở dữ liệu mạng. i/ Mô thức khai thác từ xa: ii/ Kiến trúc Client/Server iii/ Ngoài ra còn có kiến trúc Client/Server chia xẻ: Mỗi Client có một DBMS Client, trên Server có DBMS Server II/ MÔ HÌNH CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ 1/ Các khái niệm chính: Miền (Domain_Field): Là mộ t tập hợp các giá trị có thể có cuả một phần tử thông tin. Bộ (Record Tuple): Là tích Dercate gồm n miền tập hợp tất cả các giá trị có thể có. DBMS HARD_DISK OR FLOPPY_DISK (MEMORY) CENTRAL PROCESSOR DBMS HARD_DISK OR FLOPPY_DISK (MEMORY) CƠ SỞ DỮ LIỆU NGUYỄN NGỌC QUANG Trang 8 Ví dụ: Ngày 1 31; tháng 1 12; năm 0 2000; ngày * tháng * năm = bộ Dương lịch Quan hệ (Relation) là tập con cuả tích Dercate cuả một hay nhiều miền. Khái niệm bộ thường gắn chặt với quan hệ gọi là bộ quan hệ, trong đó các miền gọi là các thuộc tính. Ký hiệu: Q={A1;A2;…} Q + : Tập thuộc tính cuả Q; Q: Quan hệ. Khoá cuả quan hệ Q trên tâp thuộc tính {A1;A2;…} là tập con K chứa tát cả các thuộc tính A1; A2… có thể có thoả mãn tính chất: + ∀t1,t2 ∈q;∃A ∈K:t1(A)≠t2(A) + ∃A ∈K: t1(A) duy nhất tối tiểu. 2/ Đại số quan hệ: Cho Q(A1,A2,…A n ) quan hệ Q là tập hợp hữu hạn quan hệ, trên đó có các phép toán: hợp; giao; trừ; tích Descarte: * Phép hợp (∪): Phép hợp giưã P và Q cho một quan hệ mới gồm các bộ thuộc P hoặc thuộc Q hay cả hai: Q ∪ P = {t/t ∈ P or t ∈ Q or t ∈ P and Q} * Phép giao (∩) cuả P và Q hình thành một quan hệ mới gồm các bộ vưà thuộc P vưà thuộc Q: P ∩ Q = {t/t ∈ P and t ∈ Q} * Phép trừ (\) cuả P và Q hình thành một quan hệ mới là tập h ợp các bộ vưà thuộc P vưà thuộc Q. P\Q={t/t ∈ P and t ∈ Q} * Tích Dercaster cuả P và Q là tập m+n bộ với m thành phần đầu thuộc Q, n thành phần sau thuộc P. QxP={t/t t=(a1,a2…,am) ∈ Q , t(b,b2,…,bm) ∈ P} * Phép chiếu: Cho Q(A1,A2 ,An), X là tập con cuả tập thuộc tính Q + trên Q hình thành quan hệ mới gồm N bộ xác định trên X. Q(A1,A2, ,An), X ∈ Q + Π(Q)={t[X]/t ∈ Q} Ví dụ Q ( A B C D) Π[A,C}(Q) a1 b1 c1 d1 A C a2 b2 c2 d2 a1 c1 a3 b3 c3 d3 a2 c2 a4 b4 c4 d4 a3 c3 a4 c4 * Phép chọn: Phép chọn trên quan hệ Q hình thành một quan hệ mới gồm các bộ trong Q thoả mãn điều kiện D(X) với X là tập hợp con cuả tập thuộc tính Q+. Giá trị cuả D(X) có thể là TRUE hoặc FALSE. Ví dụ: D(X) X={A;C} D(X)=TRUE ⇔ A=a1 and C=c1 Biểu diễn: σ D X (Q)={t ∈Q/D(X)=TRUE} CƠ SỞ DỮ LIỆU NGUYỄN NGỌC QUANG Trang 9 Trình bày ( σ(Q):D(X)=TRUE} Ví dụ: MH(MSMH,TENMH,DVT) PXN(SOP,NGAYP,MSKHO,MSKH,LOAI) CTPXN(SOP,MSMH,SLG,DG) KHO(MSKHO,TENKH,DC,DT) KH_CC(MSKH,MSMH,DGCC,NGAYG) TONKHO(MSKHO,MSMH,SLTON) Để biết số tồn cuả mặt hàng có mã số KT001 ở tại kho TCC: σ(TONKHO:MSMH KT001 AND MSKHO=TCC) Để biết số lượng tồn cuả mặt hàng KT001 ở kho TCC: Π[SLTON] σ (TONKHO:MSMH= “KT001” AND MSKHO= “TCC”) *Phép kết () Cho Q(A1;A2….An) và P(B1;B2….Bn) ; X⊆Q+; Y⊆P+ Phép kết cuả Q tại tập thuộc tính X với P tại Y hình thành một quan hệ mới mang tính chất cuả phép giao: QP={t/t ∈ q ∩ p, q[x] θ p[x]} θ là phép so sánh Theta gồm các toán tử so sánh: =; <; <=; >; >=. Trườ ng hợp đặc biệt không có phép so sánh thì ta gọi đó là phép kết tự do (tích Decarte), ngươc lại gọi là Theta kết. Nếu phép kết P và Q với X=Y thì trong biểu diễn không cần ghi phép so sánh: QP:D(x,y). RÀNG BUỘC TOÀN VẸN I/ ĐỊNH NGHIÃ 1/ Ràng buộc toàn vẹn: Ràng buộc toàn vẹn là ràng buộc bất biến mà ở mọi tình trạng cuả lược đồ dữ liệu phải thoả mãn. 2/ Các yếu tố: 2.1 Biểu thức biểu diễn: Ký hiệu cuả phép toán tập hợp:∀; ∃!; ⊂; ⊆; ∉ ∀ Phát biểu Cuối ∀. Nếu … thì Phát biểu Cuối nếu. Ví dụ: Giải ph ương trình ax+b=0: Nếu a=0 Nếu b=0 thì vô số nghiệm CƠ SỞ DỮ LIỆU NGUYỄN NGỌC QUANG Trang 10 Ngược lại vô nghiệm Cuối nếu; Ngược lại nghiệm = - b a Cuối nếu. Lược đồ giải thuật: 2.2 Bối cảnh cuả Ràng buộc toàn vẹn: Bối cảnh cuả Ràng buộc toàn vẹn là sự phản ánh tập các quan hệ mà ở đó Ràng buộc toàn vẹn được định nghiã: 2.3 Tầm ảnh hưởng: Trong Cơ sở dữ liệu các thao tác: thêm; xoá; sưả hoặc chỉnh sưả mộ t quan hệ tầm ảnh hưởng cuả Ràng buộc toàn vẹn xác định thao tác nào có thể gây nguy cơ thya đổi đến sự Ràng buộc toàn vẹn hay không. BEGIN Vô số nghiệm Vô nghiệm b=0 a=0 END - a b [...]... chi tiết các yêu càu đã đề ra Trong bước này tập trung vào hai thành phần chính là dữ liệu (Data) và xử lý (Proc) Dữ liệu bao gồm dữ liệu vào, dữ liệu ra, dữ liệu xử lý Xử lý: Quy tắc hoạt động tác động lên dữ liệu vào để cho ra dữ liệu ra (xử lý như thế nào, lưu trữ ra sao) * Cài đặt chương trình: Trang 25 CƠ SỞ DỮ LIỆU NGUYỄN NGỌC QUANG Là bước đưa tin học vào thay thế hệ thống hiện tại Có hai hình... Quản trị dữ cơ sở liệu Ngôn ngữ SQL gồm ba thành phần chính: DDL (Data Description Language) diễn tả dữ liệu, gồm các câu lệnh định nghiã cấu trúc DML (Data Mamipulation Language) là các câu lệnh truy xuất dữ liệu DCL (Data Control Language) dùng truy xuất dữ liệu trên từng đối tượng II/ NGÔN NGỮ THAO TÁC DỮ LIỆU 1 Câu lệnh Select: Cú pháp: Select (FieldsName) From TableName[QueryName] Trong đó: - FieldsName... Giám đốc Trang 26 CƠ SỞ DỮ LIỆU Tồn Kho Quản lý sản xuất Quản lý Kinh doanh Quản lý Bán hàng Tổ chức Mã hàng Kế toán NGUYỄN NGỌC QUANG 3.2.2 Mô hình dòng dữ liệu giưã các tác nhân Nhà cung cấp Khách hàng Thanh toán Mua Giao Đặt hàng Quản lý xuất nhập 3.3.3 Mô hình dòng dữ liệu giưã các đơn vị xử lý KHACH mua hoá đơn mua QUAN LY KINH DOANH giao QUAN LY GIAO NHAN Trang 27 KHO CƠ SỞ DỮ LIỆU NGUYỄN NGỌC... thống kê Thông tin kế toán - tài chính: giúp hệ thống quyết định có cách nhình chính xác về toàn bộ hệ thống dựa trên các thông tin đã có để có cách thực hiện việc quản lý và kiểm tra 3 Nhận thức về hệ thống thông tin: 3.1 Các thành phần cuả hệ thống: Bao gồm: Dữ liệu là thành phần ít biến động về cấu trúc Dữ liệu vào - ra hệ thống bao gồm dữ liệu có cấu trúc và dữ liệu âm thanh - hình ảnh, văn bản thường... so khớp với nó ở Table1 4 Toán tử: IN: Trang 20 CƠ SỞ DỮ LIỆU NGUYỄN NGỌC QUANG Xác định các Table trong DataBase bên ngoài: Select [InTo] Table In [Path] ;DataBase= Path EXIST: Ghi nhận sự tồn tại một phần tử tồi tại trong một tập hợp các phần tử: Select TableName.Field_list From TableName Where FieldName Exist FilelName From TableName Trang 21 CƠ SỞ DỮ LIỆU NGUYỄN NGỌC QUANG PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG... trình: Ví dụ: Ta có chu trình sau: SINHVIEN KQ HOC MONHOC GOM Trang 12 LOP CO CH_TRINH CƠ SỞ DỮ LIỆU NGUYỄN NGỌC QUANG Hệ chương trình quản lý chỉ cho phép các sinh viên học các môn mà lớp anh ta phải học QHỆ QUAN HỆ Q1 QUAN HỆ Q QUAN HỆ Qn RBTV T X S T X S T X S RBTV1 RBTV2 RBTV3 RBTV4 LÝ THUYẾT THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU I/ PHỤ THUỘC HÀM 1 Định nghiã: Cho quan hệ Q, X và Y là các tậo thuộc tính Q+ Y được... phụ thuộc hàm cuả Cơ sở dữ liệu đang khảo sát 2 Một số khái niệm trong phụ thuộc hàm: 2.1 Phụ thuộc hàm suy diễn: Cho lược đồ Q, F là tập phụ thuộc hàm định nghiã trên Q+, X và Y là hai tập thuộc tính chứa trong Q+, X xác định phụ thuộc hàm Y được gọi là phụ thuộc hàm suy diễn từ F nếu ∀TQ ∈ Q thoả mãn các phụ thuộc hàm trong F thì thoả mãn phụ thuộc hàm X xác định Y Trang 13 CƠ SỞ DỮ LIỆU NGUYỄN NGỌC... III/ DẠNG CHUẨN VÀ QUÁ TRÌNH CHUẨN HOÁ 1 Ý nghiã cuả dạng chuẩn: Các thao tác trên Cơ sở dữ liệu (thêm; xoá; sưả) đối với một quan hệ không chuẩn khi thêm vào một bộ sẽ có khả năng vi phạm phụ thuộc hàm và có thể xảy ra sự trùng lắp thông tin Khi chỉnh sưả phải duyệt qua các bộ dẫn đến sự lãng phí Hệ quả này do Cơ sở dữ liệu chưa được chuẩn hoá 2 Các dạng chuẩn (Normal From): 2.1 Dạng 1NF: Cho lược đồ... vật lý: Mô tả hệ thống cụ thể khi cài đặt Xác định các thực hiện để đạt được mục đích Trả lời được các câu hỏi như thế nào Trang 24 CƠ SỞ DỮ LIỆU NGUYỄN NGỌC QUANG Đặc điểm: Tuỳ thuộc vào thiết bị tin học: cấu hình phần cứng (vật lý), phần mềm cài đặt (hệ quản trị Cơ sở dữ liệu) 3.2.3 Mức tổ chức: Là mức trung gian giưã mức quan niệm và mức vật lý, nó đặc trưng mục tiêu xác định cách quản lý (trả lời... thuộc bắc cầu vào khoá 3 Quá trình chuẩn hoá: 3.1 Dạng chuẩn cuả lược đồ Cơ sở dữ liệu: Cho lược đồ Q, sau khi thực hiện các thuật toán ta được C=Qi, dạng C là dạng chuẩn cao nhất mà mọi Qi∈C phải đạt được Quá trình đi từ Q để được C được gọi là quá trình chuẩn hoá, yêu cầu: mất thông tin không vi phạm phụ thuộc hàm Trang 17 CƠ SỞ DỮ LIỆU NGUYỄN NGỌC QUANG 3.2 Các thuật toán: 3.2.1 Phân rã: Lặp lại các . nghiã. Gồm Ngành Gồm Lớp CƠ SỞ DỮ LIỆU NGUYỄN NGỌC QUANG Trang 7 2/ Cơ sở dữ liệu tổ chức ở mức vật lý: + Cơ sở dữ liệu cục bộ. + Cơ sở dữ liệu mạng. i/ Mô thức khai thác từ. Oracle, SQLServer, DB2… III/ KIẾ N TRÚC CƠ SỞ DỮ LIỆU Cơ sở dữ liệu trên máy cục bộ: SingleUser (một người dùng). MultiUser (đa người dùng). Cơ sở dữ liệu mạng LAN (mạng cục bộ LocalAreaNetwork) CƠ SỞ DỮ LIỆU NGUYỄN NGỌC QUANG Trang 1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN I/ DẪN NHẬP VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU 1/ Hệ thống tập tin không cấu trúc - dạng văn bản rời rạc. DOS NC →